竹纤维的结构和力学性能之间的关系

竹技术纤维是在这个新时期作为绿色材料取代高分子材料重要方向。而且，竹类植物早已出现在许多的文化中，并为当地的经济发展发挥了重要作用。尽管竹类植物的实用性众所周知，但是作为其主要结构成分的纤维却很少被利用，因为从中提取高质量的技术纤维非常困难。在目前的研究项目中，已经能用机械化工序从哥伦比亚的竹种一瓜多竹中提取长的竹技术纤维，以作为取代玻璃纤维制作复合材料的原料。已有对竹技术纤维力学性能的研究显示，其强度值可达800MPa，弹性模量（E-Modulus）高达43GPA，这证明竹技术纤维具有优良的抗拉性能。因此我们致力于使这种技术纤维适合作为强化复合材料的研究。为了充分发掘这种新的强性材料的良好的力学性能并使它能够得到充分的利用，就必须要从微观结构性能方面来了解这种竹技术纤维的性能表现。显微镜观察结果从宏观到微观尺度为我们提供了关于这种天然纤维复杂的微观结构的大量信息。这些信息对我们发现这种技术纤维的微观结构和其力学性能之间的关系非常重要。本研究的分析是在正常的环境条件下进行的，但在更严重的条件下来研究竹技术纤维的力学性能受到的影响也很重要，例如在潮湿的条件下。影响的结果与这种技术的纤维的形态和化学成分有关，并且能直接影响到它作为一种聚合物基质的强行材料时的性能表现。

竹纤维复合材料的界面连接：用壳聚糖进行表面处理

本研究利用系统地实验性结果描述了竹纤维的动态润湿性能，并通过润湿分子动力学理论进行了分析。结果表明，竹纤维的表面能够对润湿分析表现良好可控性。通过这种方式，利用不同的热塑性塑料对竹纤维的表面自由能的进行附着力的研究，可以得到界面相互作用的有价值的信息。为了提高竹纤维的相容性，本研究利用壳聚糖进行涂膜，并且使用吊片法（Wilhelmytechnique）通过接触角测量对这种处理方法的效果进行了评估，利用酸碱理论计算表面自由能的分量。这些值是用来推算粘附力的理论上产生的效果。对于各种热塑性基质（聚偏氟乙烯，聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯）进行润湿行为后的特征，本研究利用原子力显微镜观察其表面微形貌，用x射线光单子能谱（XPS）确定其表面的化学成分。此外，本研究还制备了单向竹纤维复合材料，以通过3点弯曲试验实现对因粘附引起的纤维改性效果的直接测量。 研究结果表明，竹纤维的表面上的高浓度的木质素影响了它们的润湿性能。获得合理准确的竹纤维的实验润湿数据是可能的，从而能够推断出界面相互作用的有价值的信息。这样，竹纤维的表面成分和热塑性基质能够进行匹配，能够改善竹纤维复合材料的物理粘附力，这已经通过了微观试验验证。此外，粘附力的理论效果和实际粘附力的相关性显示了一个直接的关系。因此，通过润湿分析得到粘附力产生的理论效果可以预测粘合强度，尤其是热塑性基质的粘合强度。